基于FPGA的序列检测器

Posted 2020-10-25 大西瓜FPGA --logic3

配套FPGA开发板（含该设计的工程代码）：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-4676525296.4.6e8950ed57YPhv&id=17848039135

功能说明

 

    本设计主要分为3个模块:序列产生模块、序列检测模块、检测结果数码管显示模块。

其中序列产生模块主要用来产生序列，用于仿真测试；序列检测模块用于对序列进行检测，本设计设计的检测序列的长度为8bit，当检测到一个对应的序列的时候，检测成功计数器会进行计数，该计数器能够计数的范围为0~999；检测结果数码管显示模块用于显示检测成功计数器的结果。

FPGA软件

下载链接: Quartus II 9.0 软件：http://pan.baidu.com/s/1jHSS0vG

 

仿真软件

ModelSimSEv6.2b
链接：http://pan.baidu.com/s/1o8lo0sU 密码：88wp

 

大西瓜-modelsim实用教程
链接：http://pan.baidu.com/s/1dFxJvuL 密码：v09a

原理

顶层原理图

本设计主要分为3个模块:序列产生模块、序列检测模块、检测结果数码管显示模块。

其中序列产生模块主要用来产生序列，用于仿真测试；序列检测模块用于对序列进行检测，本设计设计的检测序列的长度为8bit，当检测到一个对应的序列的时候，检测成功计数器会进行计数，该计数器能够计数的范围为0~999；检测结果数码管显示模块用于显示检测成功计数器的结果。

序列检测原理

1为一个一个位的检测

2为对检测正确的序列进行计数，计算正确的序列，然后用于显示在数码管

数码管显示原理

采用动态显示，动态显示原理：由于LED静态显示需要占用较多的I/O口，且功耗较大，因此在大多数场合通常不采用静态显示，而采用动态扫描的方法来控制LED数码管的显示。动态显示的特点是将8位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。点亮数码管采用动态扫描显示。

动态扫描显示原理：动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，只要扫描显示速度够快，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。动态扫描显示时刷新频率最好大于50HZ,即显示一轮的时间不超过20ms，本设计采用1000HZ的频率进行扫描显示，也就是数码管的刷新频率,每个数码管显示时间不能太长也不能太短，时间太长会影响刷新率，导致总体显示呈现闪烁的现象，时间太短发光二极管的电流导通时间也就短，会影响总体的显示亮度。一般控制在1ms左右最佳。

数码管显示原理

位选信号

本设计采用共阳数码管，即位选低电平有效，并且将位选信号设置为低电平；

段选信号

本设计采用共阳数码管，数码管的段选信号为8bit，数码管的段选对应实物图如下：

一个数码管有八段：A,B,C,D,E,F ,G,H,DP，即由八个发光二极管组成，； 因为发光二极管导通的方向是一定的（导通电压一般取为1.7V），这八个发光二极管的公共端有两种： +5V（即为共阳极数码管）、接地（即为共阴极数码管），其中共阳极每个段均有0导通，而共阴极则1导通发光，所以共阳极数码管和共阴极数码管显然是不同的，段选码表如下图所示：

 

序列产生原理

该模块用于仿真测试，产生m序列信号。

红色框内为序列产生的代码，产生的序列为"11100101"

顶层模块

用于连接以上三个模块的信号，然后输出到引脚上。

仿真

仿真测试文件

仿真结果